JP7354076B2 - 半導体モジュール - Google Patents
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Description
第1実施形態は、半導体モジュールに関する。半導体装置に関する。第1実施形態は、より具体的には、パワー半導体モジュールに関する。図1に実施形態の半導体モジュール100の断面図を示す。図2に実施形態の半導体モジュール100の斜視展開図を示す。図1及び図2には、半導体モジュール100の要部を表している。なお、X方向、Y方向及びZ方向は、互いに交差し、互いに直交することが好ましい。半導体モジュール100は、例えば、風力発電システム、太陽光発電システム及び車両などにおいて、インバータ等の電力変換装置に用いることができるものである。
第2配線32は、配線層13を介して第3配線33と接続している。
第2実施形態は、半導体モジュールに関する。図3に第2実施形態の半導体モジュール101の断面図を示す。第2実施形態の半導体モジュール101は、半導体素子が樹脂封止された半導体装置に代えて樹脂封止されていないベアチップ(半導体素子)20C、20Dを第1半導体装置20C、第2半導体装置20Dとして用いていて、第4配線34に板部34cを設け、半導体素子20C、20Dからの熱を第4配線34を介して基板10に伝える構成であることが第1実施形態の半導体モジュール100と異なる。第1実施形態の半導体モジュール100と第2実施形態の半導体モジュール101で共通する内容については、その説明を省略する。
第3実施形態は、半導体モジュールに関する。図4に第3実施形態の半導体モジュール102の断面図を示す。第3実施形態の半導体モジュール102は、第2半導体装置20Bの基板10側の第1面に第2電極23を有し、第1面側とは反対側の第2面に第1電極22を有するように第2半導体装置20Bが配置され、第1配線31と第2配線32は、開口部35が設けられるように連結し、連結した第1配線31と第2配線32は、第1半導体装置20Aの第2電極23及び第2半導体装置2Bの第1電極22と接続し、第2半導体装置20Aの第1電極22は、配線層13を介して第3配線33と接続し、開口部35に第3配線33の柱部33d又は壁部33dが通ることが第1実施形態の半導体モジュール100と異なる。第1実施形態から第2実施形態の半導体モジュール100、101と第3実施形態の半導体モジュール102で共通する内容については、その説明を省略する。
第4実施形態は、半導体モジュールに関する。図5に第4実施形態の半導体モジュール103の断面図を示す。第4実施形態の半導体モジュール103は、柱部33b又は壁部33bが第3配線33に含まれず、柱状又は壁状の第5配線36が第3配線33と配線層13を接続し、第1中間層41が第1金属層41b、セラミック層41a又は/及び絶縁性の熱伝導性樹脂層41a、及び、第2金属層41cが積層した積層構造を有し、第2中間層42は、第3金属層42b、セラミック層42a又は/及び絶縁性の熱伝導性樹脂層42a、及び、第4金属層42cが積層した積層構造を有ししていることが第3実施形態の半導体装置102と異なる。第1実施形態から第3実施形態の半導体モジュール100、101、102と第4実施形態の半導体モジュール103で共通する内容については、その説明を省略する。
第5実施形態は、半導体モジュールに関する。図6に第5実施形態の半導体モジュール104の断面図を示す。第5実施形態の半導体モジュール104は、板部33aの第5配線36と接続している部分において、第5配線36に向かって凸部を有することが第4実施形態の半導体モジュール103と異なる。第1実施形態から第4実施形態の半導体モジュール100、101、102、103と第5実施形態の半導体モジュール104で共通する内容については、その説明を省略する。
Claims (9)
- 基板と、
前記基板上に設けられ、前記基板側を向く第1面及び前記第1面側とは反対側に第2面を有する第1半導体装置と、
前記第1半導体装置と隣接し、前記基板上に設けられ、前記基板側を向く第1面及び前記第1面側とは反対側に第2面を有する第2半導体装置と、
前記第1半導体装置の前記第2面上に設けられ、第1半導体装置の前記第2面と接続した第1配線と、
前記第2半導体装置の前記第2面上に設けられ、第2半導体装置の前記第2面と接続した第2配線と、
前記第1配線上に設けられ、前記第1配線と接続した第1中間層と、
前記第2配線上に設けられ、前記第2配線と接続した第2中間層と、
前記第1中間層及び前記第2中間層上に前記第1中間層及び前記第2中間層と接続する板部を有し、前記板部と前記基板の間に柱部又は壁部を有し、前記柱部又は前記壁部を介して前記板部と前記基板が接続して、熱伝導性を有する第3配線を有し、
前記基板は、3W/mK以上の熱伝導性を有し、
前記第1中間層は、3W/mK以上の熱伝導性を有し、
前記第2中間層は、3W/mK以上の熱伝導性を有し、
前記第1半導体装置及び前記第2半導体装置が、各々前記第1中間層及び前記第2中間層を介して前記第3配線と熱接続している半導体モジュール。 - 前記第1中間層は、前記第1配線から第3配線方向に電気的に絶縁性であり、
前記第1中間層を介して、前記第1配線と第3配線間は電気的に導通しておらず、
前記第2中間層は、前記第2配線から第3配線方向に電気的に絶縁性であり、
前記第2中間層を介して、前記第2配線と第3配線間は電気的に導通していない請求項1に記載の半導体モジュール。 - 前記第1中間層は、セラミック層又は/及び絶縁性の熱伝導性樹脂層を含み、
前記第2中間層は、セラミック層又は/及び絶縁性の熱伝導性樹脂層を含む請求項1又は2に記載の半導体モジュール。 - 前記第1半導体装置の前記第1面に第1電極を有し、
前記第1半導体装置の前記第2面に第2電極を有し、
前記第2半導体装置の前記第1面に第1電極を有し、
前記第2半導体装置の前記第2面に第2電極を有し、
前記第1半導体装置の前記第2電極は、前記第1配線を介して前記第2半導体装置の前記第1電極と接続し、
前記第2配線は、前記第3配線と接続し、
前記第1中間層は、前記第1半導体装置の前記第2電極と前記第3配線の間に位置し、
前記第1中間層は、前記第1半導体装置の前記第2電極と熱接続し、
前記第2中間層は、前記第2半導体装置の前記第2電極と前記第3配線の間に位置し、
前記第2中間層は、前記第2半導体装置の前記第2電極と熱接続する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体モジュール。 - 前記第1半導体装置の前記第1面に第1電極を有し、
前記第1半導体装置の前記第2面に第2電極を有し、
前記第2半導体装置の前記第1面に第2電極を有し、
前記第2半導体装置の前記第2面に第1電極を有し、
前記第1配線と前記第2配線は、開口部が設けられるように連結し、
前記連結した第1配線と第2配線は、前記第1半導体装置の前記第2電極及び前記第2半導体装置の前記第1電極と接続し、
前記第2半導体装置の前記第1電極は、前記第3配線と接続し、
前記開口部に前記第3配線の柱部又は壁部が通り、
前記第1中間層は、前記第1半導体装置の前記第2電極と前記第3配線の間に位置し、
前記第1中間層は、前記第1半導体装置の前記第2電極と熱接続し、
前記第2中間層は、前記第2半導体装置の前記第1電極と前記第3配線の間に位置し、
前記第2中間層は、前記第2半導体装置の前記第1電極と熱接続する請求項1ないし3のいずれか1項に記載の半導体モジュール。 - 前記第3配線は、前記半導体モジュールの第1外部電極端子である、又は、前記半導体モジュールの第1外部電極端子と接続している請求項1ないし5のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
- 前記第1中間層は、第1金属層、セラミック層又は/及び絶縁性の熱伝導性樹脂層、及び、第2金属層が積層した積層構造を有し、
前記第2中間層は、第3金属層、セラミック層又は/及び絶縁性の熱伝導性樹脂層、及び、第4金属層が積層した積層構造を有し、
前記第1金属層は、前記第1配線と接合し、
前記第2金属層は、前記第3配線と接合し、
前記第3金属層は、前記第2配線と接合し、
前記第4金属層は、前記第3配線と接続する請求項1ないし6のいずれか1項に記載の半導体モジュール。 - 前記第1半導体装置は、樹脂封止された半導体素子を有し、
前記第2半導体装置は、樹脂封止された半導体素子を有する請求項1ないし7のいずれか1項に記載の半導体モジュール。 - 前記第1半導体装置は、ベアチップである半導体素子の表面が前記第1半導体装置の前記第1面であり、
前記第1半導体装置のベアチップの前記表面の反対側が前記第1半導体装置の第2面であり、
前記第2半導体装置は、ベアチップである半導体素子の表面が前記第2半導体装置の前記第1面であり、
前記第2半導体装置のベアチップの前記表面の反対側が前記第2半導体装置の第2面である請求項1ないし8のいずれか1項に記載の半導体モジュール。
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